Atomkraftwerk

    Tja auf die schnelle ist das Thema etwas umfangreich. Zu welchen AKW-Typ suchst du denn was?


    Ich sell erstmal was für den gebräuchlichsten zusammen und poste es nachher. (Ich zahl zur Zeit fürs Internet :-))

    1) Geschichtliches
    Die ersten Kernreaktoren wurden 1944 in den USA zur Gewinnung von Plutonium für den Bau von Atombomben errichtet. Auch hier war der Brennstoff natürliches Uran, der Moderator (die Bremssubstanz) Graphit. In diesen Anlagen wurde durch die Vereinigung von Neutronen mit Uran 238 das Element Plutonium hergestellt. Die dabei entstehende Wärme wurde nicht genutzt.


    2) Reaktortypen
    Sie unterscheiden sich durch die Art des verwendeten Brennstoffs, Moderators oder Kühlmittels.
    In Deutschland sind Siedewasser-, Druckwasser- und Hochtemperaturreaktoren in Betrieb.


    2a) Leichtwasserreaktoren
    Kernbrennstoff ist meist Uranoxid, das auf etwa 3 Prozent Uran 235 angereichert ist. Als Moderator und Kühlmittel zugleich kann dann Wasser (mit gewöhnlichem Wasserstoff) eingesetzt werden.


    2b) Schwerwasserreaktoren
    Reaktoren, die nicht angereichertes Natururan verwenden, können kein gewöhnliches Wasser als Moderator verwenden. In diesem Fall, würden zu viele Neutronen durch das normale Wasser absorbiert werden und so die Kettenreaktion abbrechen. In diesen Reaktortypen wird mit reinem Graphit oder so genanntem Schwerem Wasser (Deuteriumoxid) D2O – also mit dem Isotop Deuterium anstelle von Wasserstoff – moderiert.


    2c) Druckwasserreaktor
    Hier steht das Kühlwasser unter einem Überdruck von etwa 150 Atmosphären. Das Kühlwasser wird durch den Reaktorkern gepumpt und dort auf 325 °C erhitzt. Das auf diese Weise überhitzte Wasser (es kann aufgrund des Überdruckes nicht sieden) wird anschließend durch einen Dampfgenerator gepumpt, wo mit Hilfe von Wärmetauschern in einem Sekundärkreis Wasser erhitzt und in Dampf umgewandelt wird. Dieser Dampf treibt über Turbinen Generatoren an und kondensiert zu Wasser, das zurück zum Dampfgenerator gepumpt wird. Der Sekundärkreis ist vom Kühlwasser des Reaktors getrennt und daher nicht radioaktiv. Ein dritter Wasserstrom, gespeist von einem Fluss oder einem Kühlturm, dient der Dampfkondensation. Ein typischer Reaktordruckbehälter ist 15 Meter hoch und hat einen Durchmesser von fünf Metern. Seine Wandstärke beträgt 25 Zentimeter. Der Reaktorkern enthält etwa 82 Tonnen Uranoxid, das sich in dünnen, korrosionsbeständigen Röhren befindet, die zu Bündeln zusammengefasst sind.


    2d) Siedewasserreaktor
    Bei diesem Reaktor wird das Kühlwasser unter etwas geringerem Druck gehalten, so dass es im Reaktorkern siedet. Der im Reaktordruckbehälter entstehende Dampf wird direkt zur Turbine des Generators geleitet, kondensiert dann und wird zum Reaktor zurückgepumpt. Der Dampf ist dabei zwar radioaktiv, aber es gibt keinen Wärmetauscher zwischen Reaktor und Turbine, der den Wirkungsgrad verringert. Wie beim Druckwasserreaktor ist das Kühlwasser des Kondensators von diesem Kreislauf getrennt.


    2e) Brutreaktoren
    Gewöhnliche Reaktoren weisen sehr schlechten Wirkungsgrad auf: Nur etwa ein Prozent des Energiegehalts des Urans wird genutzt. Daraus resultiert das Interesse an Brutreaktoren, die mehr Kernbrennstoff produzieren, als sie verbrauchen. Erreicht wird dies durch die Abgabe von Neutronen an ein Ausgangsmaterial. Das Brüterverfahren benutzt Uran 238 als Ausgangsmaterial. Wenn Uran 238 im Reaktor Neutronen aufnimmt, wird es in das spaltbare Plutonium umgewandelt. Dieser nukleare Vorgang wird als ß-(Beta-)Zerfall bezeichnet.
    Um die Produktion von Plutonium 239 zu maximieren, muss die Geschwindigkeit der Neutronen hoch gehalten werden ( ca. Freisetzungsenergie), deshalb wird hier kein Wasser als Moderator verwendet. Als Moderator deshalb flüssiges Natrium hat sehr gute Eigenschaften bezüglich der Wärmeübertragung und einen günstigen Temperaturbereich (in der Schmelze). Der Brüter wird bei 500 °C gehalten. Seine Hauptnachteile sind seine Reaktionsfreudigkeit mit Luft und Wasser und seine radioaktive Belastung im Kreislauf.
    Schnelle Brüter produzieren etwa 20 Prozent mehr Brennstoff als sie verbrauchen. Dieser Brennstoff wird später für andere Reaktortypen verwendet.


    Ich hoffe das ist ungefähr das, was du wissen wolltest.